某碼頭吹填場(chǎng)地工后沉降控制方法的應(yīng)用與分析

文/溫志文 湛江南海西部石油勘察設(shè)計(jì)有限公司 廣東湛江 524057

1、工程背景

?？诟蹍^(qū)某碼頭擴(kuò)建工程擬形成后方陸域，主要用于堆場(chǎng)和倉(cāng)庫(kù)建設(shè)，地面荷載按照40kpa 考慮。根據(jù)工程地質(zhì)勘察報(bào)告，顯示擬建工程范圍內(nèi)揭露的地層有第四系全新統(tǒng)海相沉積（Q4m）的淤泥夾砂層；第四系下更新統(tǒng)淺海-濱海潮坪相（Q1m）沉積粘性土夾砂層；第三系上新統(tǒng)濱淺海相沉積的（N2m）粘性土夾砂層。

擬建工程陸域形成方案，原方案計(jì)劃在北側(cè)護(hù)岸、西側(cè)護(hù)岸、南側(cè)坡地、東側(cè)外圍堤所圍成區(qū)域內(nèi)大面積吹填疏浚物和部分海砂形成面層標(biāo)高為4.4m 的陸域，地基處理方法考慮將整體區(qū)域分為A 區(qū)和B 區(qū)，A 區(qū)為吹填土較深區(qū)域，考慮打排水板形成豎向排水通道，進(jìn)行堆載預(yù)壓，卸載后再進(jìn)行強(qiáng)夯，夯能為1500KJ，而B(niǎo) 區(qū)為吹填土較淺區(qū)域，直接實(shí)施強(qiáng)夯，夯能為3000KJ。擬建工程整體工期為四年半，地基處理工期考慮為兩年。

但在吹填區(qū)域已經(jīng)吹填了小部分淤泥疏浚物后，由于港區(qū)整體戰(zhàn)略調(diào)整的需要，使用需求發(fā)生變化，如建設(shè)工期要求提前一年半，地面荷載提高到了60kpa，工后沉降量要求小于30cm。工程條件發(fā)生改變，必須做出相應(yīng)變更，方能滿足實(shí)際情況的要求。

2、現(xiàn)狀條件分析

如果按擬建工程吹填和地基處理的原方案進(jìn)行，雖場(chǎng)地承載力可以滿足60kpa 的要求，但對(duì)于工后沉降，根據(jù)勘察單位對(duì)現(xiàn)狀補(bǔ)充勘察的資料，分別計(jì)算吹填場(chǎng)地地基處理完成交付使用前、交付使用1 ～3年后及最終沉降（計(jì)算荷載：施工期只考慮自重下固結(jié)，交付使用后的使用荷載為60kPa）。由于該吹填區(qū)域下臥淤泥較厚，在沒(méi)有豎向排水通道的情況下，固結(jié)較慢。到交付使用前，淤泥在上部土體自重下固結(jié)度為40%，殘余沉降較大，都在60-70cm 左右。完工后碼頭投入正常使用，使用荷載60kPa，第一年的年沉降量在16-28cm 左右，沉降量逐年遞減，到第三年的年沉降量為8-10cm，經(jīng)計(jì)算交工后第6年沉降逐步穩(wěn)定。

綜上所述如果對(duì)吹填場(chǎng)地如不做地基處理方案調(diào)整，場(chǎng)地使用的前3年維修費(fèi)用高，且較頻繁，工后沉降較大，無(wú)法滿足要求。

3、吹填方案和地基處理方案變更

為了減少維修費(fèi)用，保證正常使用，減少工后沉降，吹填方案和地基處理方案都結(jié)合實(shí)際情況進(jìn)行綜合調(diào)整：

3.1 吹填方案

如繼續(xù)采用大量吹填疏浚物（淤泥、淤泥質(zhì)砂土）作為吹填物料，則需要較長(zhǎng)的固結(jié)沉降時(shí)間，因此，需要將吹填物料替換為中粗砂或開(kāi)山土石等優(yōu)質(zhì)吹填物料。考察周邊物料情況，決定A 區(qū)域采用海砂吹填，而B(niǎo) 區(qū)采用海砂和平整山坡地多出來(lái)的土石方回填，在滿足功能需求同時(shí)得以將費(fèi)用增加量控制在最小。

3.2 地基處理

吹填區(qū)完成面標(biāo)高4.4m，吹填海砂厚度6-11m，吹填砂區(qū)域?qū)ο虏坑倌嗤凛^厚的區(qū)域考慮采用沉管砂樁處理，砂樁間距1.5m×1.5m，正方形布置，樁徑0.3m。砂樁的砂料為中粗砂，中粗砂含泥量不大于5%，而下臥淤泥層較薄的區(qū)域只需表層振沖密實(shí)。另，工程要在大面積實(shí)施地基處理前，進(jìn)行了試驗(yàn)區(qū)施工，取得實(shí)際反饋后，調(diào)整技術(shù)要求，方可大面積施工。

除了對(duì)主要吹填海砂層處理外，還有考慮下部軟弱土層，保護(hù)淤泥和淤泥加砂層。

數(shù)字新媒體時(shí)代對(duì)視覺(jué)傳達(dá)設(shè)計(jì)專(zhuān)業(yè)學(xué)生的技術(shù)要求更高，需要學(xué)生更好地掌握新媒體時(shí)代的新的設(shè)計(jì)方法與技術(shù)。

吹填區(qū)原軟弱土層厚度在2-5m，目前施工方已經(jīng)吹填部分疏浚物其中靠近A 區(qū)南側(cè)較多，北側(cè)護(hù)岸較少，軟弱層厚度在4-6m，相對(duì)分部均勻。如僅對(duì)上部吹填砂層進(jìn)行地基處理，不對(duì)軟弱下臥層進(jìn)行處理，場(chǎng)地工后沉降計(jì)算得知約35-55cm，仍不能滿足要求。因此，要求振沖密實(shí)處理時(shí)，振動(dòng)頭要插入軟弱層底部，形成置換砂樁，減少工后沉降。

經(jīng)核算，如果采用砂樁方案后，在施工期現(xiàn)有自重荷載下的沉降基本完成，但是如果開(kāi)始施加設(shè)計(jì)使用荷載，會(huì)繼續(xù)沉降，但計(jì)算工后沉降量可控制在30cm 以內(nèi)。

4、質(zhì)量控制點(diǎn)管理措施

4.1 振動(dòng)沉管砂樁施工

灌砂率：經(jīng)計(jì)算單樁平均灌砂量為1.12m3。工前，監(jiān)理單位對(duì)我部砂斗進(jìn)行了測(cè)量，斗容為0.7m3，單樁灌砂2 斗（實(shí)際灌砂不少于1m3，平均灌砂率92%。），實(shí)際施工過(guò)程中由監(jiān)理單位旁站監(jiān)督保證灌砂率符合設(shè)計(jì)要求。

點(diǎn)位：有施工員內(nèi)業(yè)布點(diǎn)，測(cè)量人員現(xiàn)場(chǎng)放樣，并在點(diǎn)位插木樁進(jìn)行標(biāo)識(shí)。施工過(guò)程中要求實(shí)際振沖點(diǎn)位誤差不大于8cm。

4.2 振沖密實(shí)施工

深度：振沖的深度為3m-11m，平均深度約7.5m。4 組振沖器共分為2 種規(guī)格，2 組14m，2 組為9m，振沖桿上標(biāo)識(shí)刻度，現(xiàn)場(chǎng)指揮人員按區(qū)塊指揮振沖器下放深度。

留振時(shí)間及密實(shí)電流：嚴(yán)格控制密實(shí)電流，仔細(xì)區(qū)分瞬間電流和密實(shí)電流，保證電壓值控制在380V±20V 之間。控制臺(tái)操作人員與現(xiàn)場(chǎng)指揮人員密切配合，保證振沖器上提速度符合要求，留振時(shí)間充足。

5、結(jié)論與建議

通過(guò)對(duì)設(shè)計(jì)方案論證和改進(jìn)，對(duì)施工過(guò)程嚴(yán)密監(jiān)控，本工程吹填場(chǎng)地的關(guān)鍵要素控制效果十分理想。載荷板實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示地基承載力達(dá)到了200kpa；通過(guò)建立31 個(gè)沉降觀測(cè)點(diǎn)，對(duì)吹填陸域進(jìn)行工后沉降監(jiān)測(cè)，結(jié)果顯示，投產(chǎn)兩年后，場(chǎng)地沉降基本穩(wěn)定，平均沉降量?jī)H為17cm，且沉降差最大不超5cm，砂層振沖密實(shí)程度高，表層下部1m，標(biāo)貫均為16 擊以上。

本工程施工過(guò)程中加大了使用荷載，又縮短了工期，對(duì)吹填場(chǎng)地工后沉降控制均為不利影響，但通過(guò)綜合手段：

（1）采用合適當(dāng)?shù)貙?shí)際情況的優(yōu)質(zhì)吹填物料，如中粗砂等；

（2）選擇對(duì)吹填料合適的地基處理方法，如振沖密實(shí)法對(duì)砂層的處理效果比較好，而局部軟弱層較厚區(qū)域采用沉管砂樁。

（3）大面積開(kāi)展地基處理前，先進(jìn)行試驗(yàn)區(qū)施工，用以調(diào)整振沖技術(shù)參數(shù)和設(shè)備功率選型，將達(dá)到更好效果。

（4）選擇與土壤的動(dòng)力耦合特性更好的振沖器[2]，會(huì)達(dá)到更好效果。

在各種不利的情況下，將吹填場(chǎng)地的完成效果做到相對(duì)最佳。